摘要：渣罐车是钢厂用来运输炉渣的关键设备。宣钢公司二钢轧厂18m3渣罐车自投产以来已运行达七年，针对生产过程中存在的突出问题对渣罐车车体结构进行了改造，并在传动机构中增加一种扭矩限制联轴器，有效的保障了设备稳定运行。
关键词：渣罐车；车体；扭矩；联轴器
渣罐车是钢厂用来运送高温炉渣的专用设备，具有装载、运输和卸载等功能。自国外70年代研制这一设备之后，其应用范围在不断扩大。我国有关大型钢铁企业也自行研制或引进了该类运输设备。宣钢公司二钢轧厂自150吨转炉投产便引入了18m3渣罐车，并已成为该厂渣处理工艺中的关键设备。但该设备在使用过程中也暴露出了一定的问题，本文从分析产生问题的原因入手，提出相应的改进措施，并进行了效果分析。
一、项目背景及现状
宣钢二钢轧厂18 m3渣罐车自2010年11月投入使用后已经在线使用7年之久。渣罐车与渣罐接触部位（以下简称接触部位）及东西两边衬板部位磨损、变形严重，经常在焊接部位开焊，已多次维修处理，且目前维修频率越来越高，增加了职工劳动强度；另外由于1#转炉二次除尘管道经1#炉坑两侧铺设，接触部位变形后虽经维修但不能完全恢复原状，且接触部位非常容易积渣还不容易清理，导致坐罐后渣罐位置抬高，使得渣罐上沿与除尘管道之间本来就很窄的间隙变得更加狭小，渣罐上沿经常与炉坑两侧除尘管道发生碰撞，容易导致除尘管道破损；再者就是由于接触部位变形不能完全恢复和积渣严重时容易导致渣罐坐不稳，与行车过程中摇摇晃晃，存在安全风险。渣罐车东西两侧均有一组电机和减速联动系统，一组在线，一组备用，根据目前使用情况，一组完全能够满足需求，另一组基本不用，占用备件。
在一次渣罐坐歪后，往炉坑开时与除尘管道发生碰撞，渣罐发生位移后开进炉坑倒渣，但是倒渣结束后，当渣罐车开至除尘管道下方时，渣罐上沿与除尘管道支架部位卡住，渣罐车不能开出换罐，若不及时恢复，就会耽误炉前生产，出现停机停炉事故。
且目前炉下渣罐车为单侧传动，遇到轨道有钢渣或者顶撞时会造成联轴器或减速机齿轮损坏等事故。
二、改进措施及实施方案
通过对车体结构改造实现渣罐整体位置下移、坐罐位置精准定位，渣罐能够坐稳，从而保证渣车能够顺利安全进出，避免因渣罐不能开出现象的发生。
为避免超负荷使用，防止硬性机械损伤，在渣车传动机构中增加一种扭矩限制联轴器。
具体实施方案如下：
在现有渣车结构的基础上，将西侧盖板去除，横梁向下切割400mm，并将原渣车西侧电机和减速系统拆除。将渣车承重面整体下移，承重中心向西移，在新承重位置车体上，渣罐两边耳轴下方加装两个马鞍座托住渣罐耳轴基础，使得渣罐受力于马鞍座上，渣罐座罐后更加稳固。
在东侧传动系统中拆除原有刚性联轴器，安装了一种限制扭矩的安全联轴器，计算渣车设计最大扭矩：
T=9550P/N
式中：T：扭矩，牛米；
P：功率，千瓦；
n：转速，每分钟转数。
T=9550*55KW/11.9转每分钟=44138牛米
经调整将扭矩限制器限制扭矩为44000牛米，保证了电机减速机等传动机构的安全。
改造前后效果对比图见下：
图一 改造前渣车效果图
图二 改造后渣车效果图
⑴ 将原来接触部位下的承重环形钢板、渣车承重面西侧钢板和西侧电机减速系统拆除。
⑵ 将渣车承重面整体下移298mm，保留原西侧承重梁，在此钢梁中间做一个梯形凹槽，凹槽最低面垂直向下距离渣车车体最下沿水平面450mm。最低面长比渣罐底部直径长200mm。
⑶ 将原承重环形钢板中心水平向西横移648.5mm，以此中心为新坐罐中心。
⑷ 过新坐罐中心向渣车南北两侧车体做垂线为基准线，在此基准线南北两端焊接两个马鞍座，该马鞍座凹陷部分最低处与基准线垂直对应。
⑸ 拆除了传动系统的刚性联轴器，安装了一种可以限制最大扭矩的安装安全联轴器，见图一、图二。
三、改进后效果对比
项目实施优化改造前：渣罐（坐罐后）整体高度太高，进出炉坑容积与除尘管路发生碰撞，且由于中间承重环形钢板变形严重，容易积渣，渣罐在渣车行进过程中摇晃厉害。另外原承重结构维修困难，且维修频率高，增加工人劳动强度。渣车平均每月发生一次传动机构或车轮损坏事故。
该项目优化改造后：渣罐（坐罐后）整体高度的降低，有效改善了之前碰除尘管路的问题，且拆除原接触部位及西侧钢板后渣车积渣情况得以明显改善，原西侧承重钢梁凹槽处积渣极易清理。加装马鞍座后使得渣罐在渣车行进过程中更加稳固。且改造后工人劳动强度大幅度减小。扭矩限制联轴器改造后渣车已使用6个月未发生传动机构损坏事故。
参考文献：
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[2]王晋刚，陈昭明编．铁路行车事故救援方法及装备手册．北京：中国铁道出版社，2002
[3]成大先主编．机械设计手册．第五版第5卷，北京：化学工业出版社，2008
[4]倪栋，段进，徐久成．通用有限元分析ANSYS7．0实例精解[M]．北京：电子工业出版社，2003．
论文作者:孟庆馨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：罐车论文; 联轴器论文; 炉坑论文; 扭矩论文; 部位论文; 车体论文; 发生论文; 《基层建设》2019年第7期论文;